发夹式双管板换热器及其换热管与壳体的装配方法
【专利摘要】本发明涉及一种发夹式换热器及其换热管与壳体的装配方法，包括U形换热管、壳体和管板，所述壳体为U形壳体，所述U形壳体由壳体A段、壳体B段和壳体C段三段组成，壳体A段、壳体B段构成U形壳体的两臂，壳体C段构成U形壳体中间部位的弯曲段；所述管板由第一前管板、第一后管板、第二前管板、第二后管板组成，第一前管板和第一后管板之间设有第一隔离腔，第二前管板和第二后管板之间设有第二隔离腔；U形换热管嵌套在U形壳体内，U形换热管的两臂分别定位在第一前管板和第二前管板上；利用本发明的换热管与壳体的装配方法获得的换热器在有限的设备空间内增加了管侧介质和壳侧介质之间的热交换面积，避免了交换介质在管板处发生泄漏可能。
【专利说明】发夹式双管板换热器及其换热管与壳体的装配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种换热器及其装配方法，具体涉及一种换热器的壳体为U形的双管板换热器及其换热管与壳体的装配方法。
【背景技术】
[0002]U型管换热器的换热器传热管束是呈U形的，管束的两端固定在同一块管板的上下部位，再由管箱内的隔板将其分为进口和出口两个部分，管板夹持在管箱法兰与壳体法兰之间，用螺栓连接。由于管束的U形端不加固定，可自由伸缩，完全消除了热应力对管束的影响，适用于两流体温差较大的场合。但在实际中，换热器首先要通过壳体上设置的底座固定起来。当换热器的两流体换热温差较大时，换热器的壳体也不可避免会受到热应力的影响，但由于壳体整体通过底座被固定而不能自由伸缩，在热应力的作用下必然会发生一定的变形，这对换热器的使用寿命和换热效果势必会产生一定的影响。
[0003]另外，普通的U形管换热器由于只有一个管板，换热器壳腔里的介质在U形管与管板的连接处很容易泄漏而进入到管腔里，这种混合介质进入其他设备将会引起其他设备的损坏，有的介质属高压，有毒流体，一旦泄漏会对环境造成污染，甚至会对人员造成致命伤害。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种发夹式双管板换热器，不仅能够实现当换热器的两流体换热温差较大时，换热器的管束和壳体均可在热应力的作用下实现自由伸缩，减少换热过程中热应力对换热器整体部件的影响，而且也可以避免换热器的壳侧介质和壳侧介质因在管板处发生泄漏的可能，同时提供一种该发夹式双管板换热器换热管与壳体的装配方法。
[0005]实现本发明目的的技术方案是:一种发夹式换热器，包括U形换热管、壳体和管板，所述壳体为U形壳体，所述U形壳体由壳体A段、壳体B段和壳体C段三段组成，所述壳体A段、所述壳体B段构成U形壳体的两臂，所述壳体C段构成U形壳体中间部位的弯曲段；所述管板由第一前管板、第一后管板、第二前管板、第二后管板组成，所述第一前管板和所述第一后管板之间设有第一隔离腔，所述第二前管板和所述第二后管板之间设有第二隔离腔；所述U形换热管嵌套在所述U形壳体内，所述U形换热管的两臂分别定位在第一前管板和第二前管板上。
[0006]所述壳体C段一端与所述壳体A段焊接，另一端与所述壳体B段焊接。
[0007]所述的U形换热管的两臂分别与所述第一前管板、第二前管板胀接或焊接。
[0008]所述的U形换热管的弯曲曲率与所述壳体C段的弯曲曲率大小相等。
[0009]所述壳体A段和所述壳体B段之间设有筋板，所述第一隔离腔和第二隔离腔的腔壁上设有放空口和排泄口。
[0010]U形换热管与U形壳体具体的装配步骤如下所述。
[0011](I)将壳体C段水平放置；沿壳体C段的中心轴线竖直将壳体C段切割成弯曲直径大小不等的大直径弯壳和小直径弯壳两部分。
[0012](2)将步骤(I)中小直径弯壳的两端面分别与壳体A段和壳体B段的端面焊接成一体。
[0013](3)将U形换热管I的两臂分别穿过壳体A段和壳体B段的空腔并定位在第一管板和第二管板上。
[0014](4)待全部U形换热管安装完毕后，将步骤(I)中大直径弯壳的两端面分别与壳体A段、壳体B段的两端面焊接接起来，并与小直径弯壳的壳面焊接形成壳体C段，这样整个U形换热管束就整体嵌套在由壳体A段、壳体B段和壳体C段构成的U形壳体中。
[0015]本发明具有积极的效果:(I)将换热器的换热管和壳体均设计为U形，在有限的设备空间内增加了管侧介质和壳侧介质之间的热交换面积，延长了热交换时间，提高了换热效率；(2)在U形壳体和U形换热管的基础上采用双管板设计，避免了壳体或管体介质因在管板处发生泄漏而相互交叉污染或发生化学反应的可能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0017]图1为发夹式换热器的结构示意图。
[0018]图2为壳体C段剖开后的示意图。
[0019]图3为小直径弯壳与壳体A段和壳体B段连接示意图。
[0020]图4为U形换热管与U形壳体装配示意图。
[0021]其中，I U形换热管，2定距管，3折流板，4壳体A段，5壳侧出口，6第一前管板，7第一隔离腔，8第一后管板，9管侧进口，10放空口，11管侧出口，12第二后管板，13第二隔离腔，14排泄口，15第二前管板，16壳侧进口，17壳体B段，_
[0022]18筋板，19壳体C段。
【具体实施方式】
[0023]见图1，本发明具有普通管壳式换热器的基本结构，包括设置有壳体、第一前管板6、第一后管板9、第二前管板15、第二后管板12、定距管2和折流板3 ;折流板3被固定在定距管2上，壳体设置为U形，由壳体A段、壳体B段和壳体C段三段组成，壳体A段和壳体B段构成U形壳体的两臂，壳体C段构成U形壳体中间部位的弯曲段；壳体C段19 一端与所述壳体A段4焊接，另一端与所述壳体B段17焊接；其中第一前管板6焊接在换热器的壳体A段上，第二前管板15焊接在换热器的壳体B段上，第一前管板6和第一后管板9之间设有第一隔离腔7，第二前管板15和第二后管板12之间设有第二隔离腔14，第一后管板9与第一前管板6、第二后管板12与第二前管板15螺栓连接；U形换热管I嵌套在换热器的U形壳体内，U形换热管I的两臂分别定位在第一前管板6和第二前管板15上，U形换热管I的两臂与第一前管板6和第二前管板15胀接或焊接；第一隔离腔7和第二隔离腔13的腔壁上分别设有放空口 10和排泄口 14 ;壳体A段和壳体B段之间设有筋板18用来保证U形壳体两臂之间的受力均衡；同时为保证U形换热管与U形壳体腔内介质的换热均匀和装配方便，使U形换热管与U形壳体两者中间弯曲部位的弯曲曲率大小相等。[0024]U形换热管与U形壳体具体的装配步骤如下所述。
[0025]( I)将壳体C段19水平放置；沿壳体C段的中心轴线竖直将壳体C段切割成弯曲直径大小不等的大直径弯壳20和小直径弯壳21两部分(见图2)。
[0026](2)将步骤(I)中小直径弯壳21的两端面分别与壳体A段4和壳体B段17的端面焊接成一体(见图3)。
[0027](3)将U形换热管I的两臂分别穿过壳体A段4和壳体B段17的空腔并定位在第一管板和第二管板上(见图4)。
[0028](4)待全部U形换热管安装完毕后，将步骤(I)中大直径弯壳20的两端面分别与壳体A段、壳体B段的两端面焊接接起来，并与小直径弯壳21的壳面焊接形成壳体C段，这样整个U形换热管束就整体嵌套在由壳体A段、壳体B段和壳体C段构成的U形壳体中。
[0029]使用过程中，管侧介质从管侧进口 9进入，经过U形换热管I后从管侧出口 11流出；壳侧介质从壳侧进口 16进入，从壳侧出口 5流出，由于壳侧介质和管侧介质的流动方向相反，并且壳侧介质经过U形壳腔的长路径传输，能够实现管侧介质和壳侧介质间的深度换热，相对普通的U形换热器换热效果更好。同时由于第一隔离腔7和第二隔离腔13的存在使得换热器的壳侧介质或管侧介质即使在第一前管板6和第二前管板15处发生泄漏，也会从两个隔离腔的排泄口 14排除，避免了管侧介质和壳侧介质的混合，同时两个隔离腔上的放空口 10有利于实现隔离腔里的废气的排除。
[0030]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种发夹式双管板换热器，包括U形换热管(I)、壳体和管板,其特征在于:所述壳体为U形壳体，所述U形壳体由壳体A段(4)、壳体B段(17 )和壳体C段(19 )组成，所述壳体A段(4)、所述壳体B段(17)构成U形壳体的两臂，所述壳体C段(19)构成U形壳体中间部位的弯曲段；所述管板由第一前管板(6)、第一后管板(9)、第二前管板(15)、第二后管板(12)组成，所述第一前管板(6)和所述第一后管板(9)之间设有第一隔离腔(7)，所述第二前管板(15)和所述第二后管板(12)之间设有第二隔离腔(14);所述U形换热管(I)嵌套在所述U形壳体内，所述U形换热管(I)的两臂分别定位在第一前管板(6)和第二前管板(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种发夹式双管板换热器，其特征在于:所述壳体C段(19)一端与所述壳体A段(4)焊接，另一端与所述壳体B段(17)焊接。
3.根据权利要求1所述的一种发夹式双管板换热器，其特征在于:所述U形换热管(I)的两臂分别与所述第一前管板(6 )、第二前管板(15)胀接或焊接。
4.根据权利要求1所述的一种发夹式双管板换热器，其特征在于:所述U形换热管(I)的弯曲曲率与所述壳体C段(19 )的弯曲曲率大小相等。
5.根据权利要求1所述的一种发夹式双管板换热器，其特征在于:所述壳体A段(4)和所述壳体B段(17)之间设有筋板(19)。
6.根据权利要求1所述的一种发夹式双管板换热器，其特征在于:所述第一隔离腔(7)和所述第二隔离腔(13)的腔壁上设有放空口( 10)和排泄口( 14)。
7.—种权利要求1中所述的发夹式双管板换热器的换热管与壳体装配方法，包含以下步骤: 1)将壳体C段(19)水平放置；沿壳体C段的中心轴线竖直将壳体C段切割成弯曲直径大小不等的大直径弯壳(20)和小直径弯壳(21)两部分； 2)将步骤I)中小直径弯壳(21)的两端面分别与壳体A段(4)和壳体B段(17)的端面焊接成一体； 3)将U形换热管(I)的两臂分别穿过壳体A段(4)和壳体B段(17)的空腔并定位在第一管板和第二管板上； 4)待全部U形换热管安装完毕后，将步骤I)中大直径弯壳(20)的两端面分别与壳体A段、壳体B段的两端面焊接接起来，并与小直径弯壳(21)的壳面焊接形成壳体C段，这样整个U形换热管束就整体嵌套在由壳体A段、壳体B段和壳体C段构成的U形壳体中。
【文档编号】B23K31/02GK103673681SQ201210331335
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】梁立军, 潘华, 刘莺歌, 王振政 申请人:风凯换热器制造(常州)有限公司